Maritim Modellbyggeklubb Fornikling av sm messingdeler Noen erfaringer

Maritim Modellbyggeklubb Fornikling av små messingdeler Noen erfaringer fra et forsøk på å lære seg det 18. 05. 2011 Truls Fallet 18. mai 2011 Fornikling av messing Company Confidential Badger Explorer ASA 1

Fornikling av messing • • Bakgrunn - historie – hensikten med dette foredraget Litt teori om hvordan nikkelbelegget dannes Utstyr og materialer som må til Noe som passer for en modellbygger – hva koster det og hvor får man tak i det? • Sikkerhetskrav • Forarbeidet er mer enn halve jobben; Polering og rensing • Skal du ikke heller bruke et profesjonelt firma? 18. mai 2011 Fornikling av messing 2

Bakgrunn og historie • • Oppfunnet av Luigi V. Brugnatelli i 1805 (muligens allerede i oldtiden) Første patent i 1840 (George og Henry Elkington) Watts finner opp en blanding i 1916 som i store trekk stadig brukes Krombelegg over nikkel kom i 1927 (for å hindre gulning av nikkelen) I dag står fornikling for 12% av verdens nikkelforbruk (82 ktonn) Dekorasjonsfornikling dominerer, 80% av forbruket Teknisk fornikling brukes for å hindre rust, bygge opp slitelag, være diffusjonssperre (innenfor elektronikk) +++ Da dynamoen ble funnet opp ble det fart i forniklingsaktiviteten. 18. mai 2011 Fornikling av messing 3

Men hvorfor er vi (jeg) interessert? • Med elektrolytisk metallbelegging kan vi få utstyrsdetaljer til å se ekte ut uten at grunnmaterialet er riktig, men materialet må normalt være elektrisk ledende (metall) • Fornikling er bare en av en rekke muligheter. Vi kan også belegge med: – – – Kobber Sink Sølv Gull Krom Bronse Teknikken er omtrent den samme men ikke helt, og det kreves ulike kjemikalier. Profesjonelle forniklingsanstalter er vanligvis ikke glad i så små detaljer i et så lite antall som vi normalt har behov for. 18. mai 2011 Fornikling av messing 4

Litt teori om elektroplettering I Metalldelen som skal belegges senkes ned i en oppløsning av metall-salt i en væske (ofte vann, syre etc. ) En elektrode av samme metall som vi skal belegge med, settes ned i badet og det settes på en likespenning mellom de to delene. Metallsaltet, i denne figuren kobbersulfat (Cu. SO 4), vil i oppløst form bestå av frie ioner. Her kobberioner som er positivt ladet og sulfationer som er negativt ladet. Kobberionene trekkes mot den negative polen og nøytraliseres av elektroner fra batteriet. Sulfationene gir fra seg elektroner til kobberstaven på den positive polen og det dannes nytt kobbersulfat i blandingen som dermed holder seg like ”sterk”. 18. mai 2011 Fornikling av messing Her er forkobring illustrert. 5

Litt teori om elektroplettering II I tillegg til reaksjonen mellom metallsaltet og elektrodene skjer det også en viss elektrolyse av vannet i badet som saltet er oppløst i. Det fører til at det dannes bobler av hydrogengass (H 2) ved den negative polen. Under normale omstendigheter vil det ikke dannes oksygen ved den positive polen, men hvis elektrolytten blir for basisk kan det skje. Da blir ikke metallionene i elektrolytten fullt ut kompensert av materialtap fra elektroden. Man sier at elektroden blir ”passiv”. Spesielle aktiverte anodematerialer finnes som tåler store endringer i elektrolytten. Faradays lov for nikkel: M = 1. 095 * a* I * t Hvor: 18. mai 2011 ”M” = avsatt mengde i gram ”a” = virkningsgrad (0. 92 -0. 97) ” I ” = strømmen i kretsen målt i Ampere ” t” = tiden strømmen går målt i sekunder Fornikling av messing 6

Litt praksis Med 5 A/dm 2 som er en passende strømtetthet, vil det ta 20 minutter å få avsatt 20µm belegg. Dette er den gjennomsnittlige tykkelsen. For å få et jevntykt belegg må man passe på at strømtilførselen blir jevn til alle deler av biten. Dette må man gjøre ved å sørge for at det blir omtrent like lang vei for strømmen å gå frem til alle sider av biten man pletterer. Et eksempel: En rekkestøtte: 30 mm lang og 1. 6 mm tykk, har overflate: 3. 14* 0. 8*30 = 60. 3 mm 2 = 6/1000 dm 2 og bør følgelig fornikles med 30 m. A strøm i 20 minutter. Man kan redusere tiden noe med å øke strømmen, men normalt ikke over 10 A/dm 2 18. mai 2011 Fornikling av messing 7

Profesjonelle forniklings kjemikalier 18. mai 2011 Fornikling av messing 8

Profesjonelle forniklingskjemikalier I tillegg til de egentlige nikkelkjemikaliene brukes en rekke tilsetningsstoffer for å gi god dekkevne og blank overflate. Vanligvis brukes også et kromlag over nikkellaget for å hindre gulning. Tilsetningsstoffene er normalt organiske forbindelser: - saccarin (o-sulfobenzoic imide) - paratouloene sulfonamide - naphtalene 1 3 6 -trisulfonate og en rekke andre! Det brukes normalt fra 1 -25 g/liter Før forniklingen kan begynne må også delene gå gjennom ulike rensebad. Det trenges følgelig en rekke kjemikalier hvis man skal lage et profesjonelt opplegg. Skal man kjøpe dette fra profesjonelle kjemikalieleverandører blir det ganske dyrt og mye styr! 18. mai 2011 Fornikling av messing 9

Amatør forniklings materialer Prinsipielt kan de fleste nikkelsalter brukes sammen med et passende løsningsmiddel slik at man får en jone-oppløsning. På ”You-tube” finnes en rekke videoer (av dårlig kvalitet) som handler om amatør fornikling. En oppskift går på å blande Nikkel oksyd og renset eddik. På den måten oppnår man å få en nikkel acetat løsning etter litt tid og diverse filtrering. Problemet er at de nødvendige kjemikaliene er litt plundrete å få tak i her i landet og selv i minimumsmengder blir det raskt ganske dyrt. Et enklere alternativ er å satse på ”kits” til amatørbruk 18. mai 2011 Fornikling av messing 10

Kits, utstyr og materialer • 1. 4 kg Nickel Electrolyte chemicals (will make 5 litres ) • 1 x 230 ml Nickel brightener • 1 x 30 ml Nickel maintenance • Nickel Anodes, several depending on the thickness (enough to plate over 20, 000 sq cm at 25 microns) • Thermostatic tank heater • Tank • Copper wire • Brown wire • Blue wire • Current controller which enables you to use a 6 -12 v battery or charger • Crocodile clips • Goggles • Dust mask • Gloves • Nickel electroplating guide • Safety data sheets 18. mai 2011 Fornikling av messing Det finnes ulike ”kits” for amatører. Gateros plating, UK (postordre) har noen ulike varianter. Dette koster £ 82 men med toll og transport blir det noen hundrelapper i tillegg 11

Børste plettering • 100 ml Nickel plating solution • 100 ml GP 1 alkaline cleaner • 100 ml Acid activator • Variable voltage power supply from 3 -12 V • Nickel Brush plating wand • Stainless steel brush plating wand • Brush plating guide • Reusable Gloves • Cotton buds for acid etch/activator or wand making • Stainless steel wire for wand making • Safety data sheets Erfaring: Ikke spesielt egnet for lange tynne ting 18. mai 2011 Pris fra Gateros Plating £ 34, 50 men dette dobles nesten når postverket og tollen har fått sitt. Fornikling av messing 12

Bright nickel set Nå kan du få kromfinish uten høye kostnader eller farlige kjemikalier! Gir glimrende kromfinish på velpolert stål, messing, kobber eller lignende. Bright ”Nickel” er egentlig en forniklingsprosess, men legeringen inneholder kobolt som gir samme farge som ekte krom, uten en tungvint og kostbar tretrinns operasjon. Settet inneholder alt du trenger; salter, anode, 2 stk. tanker, vernehansker og instruksjoner. Tankvarmer er ikke nødvendig. Pris: 2790. - for modell P 180, 4 kg Gasolin. no Postordre selskap i Brevik 18. mai 2011 Fornikling av messing 13

Forbehandling, mer enn halve jobben Et nikkellag på noen få mikron (µ) jevner ikke ut riper i overflaten på materialet som behandles. Følgelig må overflaten på forhånd poleres til samme standard som du ønsker på det ferdige produktet. Dette er ikke enkelt å få til på virkelig små deler. Lang tid trengs til sliping med finere og finere korning og tilslutt polering med polérvoks og skive. Deretter kommer nitid rensing for å fjerne alle rester etter poleringen før den egentlige forniklingsprosessen kan begynne. Det er dette arbeidet som koster mest hvis man skal sette det ut til et profesjonelt firma. Samtidig vil de profesjonelle normalt ikke akseptere at man ”gjør det selv”. Det er rett og slett vanskelig å gjøre det bra nok for en som ikke har kvalitetskravene ”under huden”. 18. mai 2011 Fornikling av messing 14

Sikkerhet og miljø De nødvendige kjemikaliene som inngår i pletteringsprosessen for nikkel og de aktuelle rensebad er ikke spesielt farlige. Men det er helt forbudt å søle de ut i naturen, helle de ut i vasken eller lignende. Alt må leveres som spesialavfall på Brobekk eller lignende sentraler i Osloområdet. Når det gjelder personlig sikkerhet må man absolutt unngå å svelge noe. Det er også lurt å unngå å få noe på huden og spesielt i øynene. Følgelig er vanlige beskyttelsesklær, briller og hansker en selvfølge. Det er også en god ide å ha god lufting der prosessene foregår samt å vaske hender og ansikt før man spiser, drikker eller røker. Det dannes litt hydrogen/vannstoffgass ved katoden. Sammen med oksygen/luft i passende mengde er det en eksplosiv gass (knallgass). Følgelig er det fornuftig å sikre seg mot kortslutninger/gnister i nærheten av badene. Dette kan være litt plundrete i og med at man jobber med en strømforsyning. Det er en fordel å bruke en strømforsyning med innstillbar strømbegrensning av denne grunn. 18. mai 2011 Fornikling av messing 15

Bruke et profesjonelt firma? Problemet med å bruke en industrielt forniklingsbedrift er at mange av de bitene vi opererer med er så små at de ”drukner” i prosessen. Det er også svært få bedrifter igjen i Norge. Heldigvis har vi en aktuell mulighet i Oslo: Centrum fornikling, Tvetenvn. 152, telf: 22 26 06 76 Han tar en minimumspris på 400. - + mva (dvs. 500. -) og gir for øvrig forhånds pris. En typisk jobb med diverse mastebeslag, rekkestøtter etc. til en modell kostet 1200. Dette inkluderer ikke poleringen som han overlater til kunden. 18. mai 2011 Fornikling av messing 16